Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ (Nghề: Vẽ và thiết kế trên máy tính - Cao đẳng): Phần 1 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Hoatudang09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ với mục tiêu giúp các bạn có thể nắm quá trình công nghệ và các phương pháp gia công, các nguyên tắc lập quy trình công nghệ, nguyên tắc thiết kế nguyên công, chuẩn định vị, dụng cụ cắt, máy, lượng dư, thời gian nguyên công. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 1 dưới đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ (Nghề: Vẽ và thiết kế trên máy tính - Cao đẳng): Phần 1 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN VĂN CHÍN (Chủ biên) NGUYỄN VĂN KHANH - PHẠM VĂN TÂM GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Nghề: Vẽ và thiết kế trên máy tính Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021
LỜI NÓI ĐẦU Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho công nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề vẽ và thiết kế trên máy tính là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia thiết kế và chế tạo các chi tiết máy móc đòi hỏi các sinh viên học trong trường cần được trang bị những kiến thức, kỹ năng cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các điều kiện sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngoài nước. Khoa Cơ khí Trường Cao đẳng nghề Việt nam – Hàn quốc thành phố Hà nội đã biên soạn cuốn giáo trình mô đun “Thiết kế quy trình công nghệ”. Nội dung của mô đun để cập đến các kiến thức cơ bản trong quá trình thiết kế quy tình công nghệ gia công và chế tạo các chi tiết. Căn cứ vào trang thiết bị của các trường và khả năng tổ chức học sinh thực tập ở các công ty, doanh nghiệp bên ngoài mà nhà trường xây dựng các bài tập thực hành phù hợp với mô đun để áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh hiện tại. Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình biên soạn, song không tránh khỏi những sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các bạn và đồng nghiệp để cuốn giáo trình hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Khoa Cơ khí – Trường Cao đẳng nghề Việt nam – Hàn quốc thành phố Hà nội – Đông anh - Hà nội. Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Nguyễn Văn Chín 2. Các Giáo viên khoa Cơ khí 1
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................... 1 MỤC LỤC ............................................................................................................ 2 Chương 1 Các nguyên tắc xác định thứ tự các nguyên công ...................... 6 1.1 Nguyên tắc chọn chuẩn ........................................................................... 6 1.2 Các thành phần của quy trình công nghệ ................................................ 9 1.3 Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ .......................................... 11 1.4 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết ........................ 13 1.5 Sản lượng và sản lượng hàng năm. ....................................................... 14 1.6 Dạng sản xuất ........................................................................................ 15 Chương 2 Lập sơ đồ gá đặt .......................................................................... 19 2.1 Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công ......................................... 19 2.2 Nguyên tắc định vị và kẹp chặt chi tiết. ................................................ 25 2.3 Phương pháp gá đặt chi tiết khi gia công. ............................................. 30 2.4 Các nguyên tắc chọn chuẩn khi gia công. ............................................. 31 2.5 Chọn máy .............................................................................................. 34 2.6 Chọn dụng cụ cắt ................................................................................... 35 Chương 3 Tính lượng dư gia công, chọn phôi cho các bước công nghệ .. 36 3.1 Tra lượng dư .......................................................................................... 36 3.2 Lượng dư gia công ................................................................................ 36 3.3 Phương pháp xác định lượng dư. .......................................................... 39 3.4. Nguyên tắc chọn phôi........................................................................... 50 3.5 Các loại phôi.......................................................................................... 50 3.6 Gia công chuẩn bị phôi ......................................................................... 54 3.7 Thiết kế bản vẽ lồng phôi ...................................................................... 59 Chương 4 Tính chế độ cắt, thời gian gia công và cách tính thời gian máy ......................................................................................................................... 60 4.1 Tính chế độ cắt ...................................................................................... 60 4.2 Tính thời gian gia công ......................................................................... 64 4.3 Xác định các bước công nghệ. .............................................................. 66 4.4 So sánh các phương án công nghệ ........................................................ 68 2
Chương 5 Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình ............... 69 5.1. Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp .................................... 69 5.2 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng .................................... 82 5.3 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng trục ..................................... 88 5.4 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng bạc ...................................... 96 5.5 Trình tự thiết kế QTCN ....................................................................... 102 Chương 6 Đồ án môn học ........................................................................... 103 6.1 Giao đề tài ........................................................................................... 103 6.2 Hướng dẫn thực hiện quy trình công nghệ.......................................... 103 6.3 Kiểm tra tiến độ thực hiện ................................................................... 104 6.4. Kiểm tra, đánh giá kết quả bài làm của sinh viên .............................. 104 6.5 Đồ án tham khảo ................................................................................. 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 140 3
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun 23: Thiết kế quy trình công nghệ Mã mô đun: MĐ23 Thời gian thực hiện mô đun: 75 giờ; (Lý thuyết: 25 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 46 giờ; Thi kiểm tra 4 giờ) I. Vị trí, tính chất của mô đun: Vị trí của mô đun:Trước khi học môn học này học sinh phải học xong: các MĐ từ MĐ07 đến MĐ 24 hoặc đã có bằng tốt nghiệp TCN là mô-đun chuyên môn nghề bắt buộc. - Tính chất của mô đun:Là mô đun bắt buộc. II. Mục tiêu của mô đun: - Kiến thức: + Được đánh giá qua bài viết, Thi kiểm tra vấn đáp trực tiếp hoặc trắc nghiệm tự luận đạt các yêu cầu sau: + Về quá trình công nghệ và các phương pháp gia công, các nguyên tắc lập quy trình công nghệ, nguyên tắc thiết kế nguyên công, chuẩn định vị, dụng cụ cắt, máy, lượng dư, thời gian nguyên công. - Kỹ năng: + Phân tích chức năng, tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết và điều kiện làm việc của chi tiết; + Lập quy trình công nghệ hợp lý; + So sánh phương án công nghệ - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có ý thức tuân thủ tốt các nội quy; + Yêu nghề, có ý thức giữ gìn và bảo vệ tài sản, thiết bị III. Nội dung môn học: Thời gian Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra* 1 Chương 1: Các nguyên tắc xác 10 8 2 0 định thứ tự các nguyên công 2 Chương 2: Lập sơ đồ gá đặt, 10 5 4 1 chọn máy, chọn dụng cụ cắt 4
3 Chương 3: Tính lượng dư gia 10 6 4 0 công, chọn phôi cho các bước công nghệ 4 Chương 4: Tính chế độ cắt, thời 10 4 5 1 gian gia công và cách tính thời gian máy 5 Chương 5: Lập quy trình công 10 2 7 1 nghệ gia công chi tiết điển hình 6 Chương 6: Đồ án môn học 25 24 1 Thi kết thúc Cộng 75 25 46 4 5
Chương 1 Các nguyên tắc xác định thứ tự các nguyên công I . Mục tiêu của bài: - Trình bày được các khái niệm cơ bản về công nghệ chế tạo; - Trình bày được yêu cầu kỹ thuật, chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết theo bản vẽ chi tiết gia công đầy đủ và rõ ràng; - Xác định được dạng sản xuất và đưa ra được đường lối công nghệ II. Nội dung của bài: 1.1 Nguyên tắc chọn chuẩn Phải đảm bảo được hai yêu cầu : + Chất lượng của chi tiết trong quá trình gia công + Nâng cao năng suất và giảm giá thành 1.1.1 Nguyên tắc khi chọn chuẩn thô Thường dùng ở nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công cơ. * Yêu cầu Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công Bảo đảm độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với những bề mặt sắp gia công * Các nguyên tắc khi chọn chuẩn thô Nguyên tắc 1: Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không cần gia công thì nên chọn bề mặt không gia công đó làm chuẩn thô. Ví dụ: Hình vẽ B A C Hình 1.1 Định vị chuẩn thô trục Theo phương z-z mặt B không gia công chọn B làm chuẩn thô đảm bảo được yêu cầu thứ 2 và đảm bảo độ đồng tâm giữa B với A và C Nguyên tắc 2: Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có 2 hay nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công nào có yêu cầu về độ chính xác về vị trí tương quan với các bề mặt gia công là cao nhất làm chuẩn thô. 6
Ví dụ : Trên hình vẽ B A C Hình 1.2 Định vị chuẩn thô hộp Theo phương z- z chi tiết có mặt A,B không gia công. Yêu cầu khoảng cách từ mặt A đến C chính xác hơn khoảng cách từ B đến C. Chọn A làm chuẩn thô Hình 1.3 Định vị chuẩn thô hộp Nguyên tắc 3 :Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt nào có yêu cầu phải phân bố lượng dư đều và nhỏ nhất làm chuẩn thô . Ví dụ : Trên hình vẽ 1 3 2 Hình 1.4 Định vị chuẩn thô trục Theo phương z- z chi tiết có tất cả các bề mặt đều gia công nhưng mặt A là mặt lắp ghép .Vì vậy mặt A phải có tính đồng đều do đó lượng dư trên mặt A phải nhỏ và đều Vì vậy chọn mặt A làm chuẩn thô Nguyên tắc 4 : Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có rất nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn để chọn làm chuẩn thô thì nên chọn bề mặt nào bằng phẳng trơn tru nhất làm chuẩn thô . Nguyên tắc 5 : Chuẩn thô nên dùng một lần trong cả quá trình gia công. Nếu vi phạm lời khuyên này người ta gọi là phạm chuẩn thô . 7
Ví dụ : Trên hình vẽ là gia ông trục bậc - Lần gá thứ nhất chọn mặt 2 làm chuẩn để gia công mặt 3 . - Lần gá thứ hai vẫn chọn mặt 2 làm chuẩn để gia công mặt 1 thì phạm chuẩn thô. 1.1.2 Nguyên tắc khi chọn chuẩn tinh Ví dụ : Trên hình vẽ Theo phương z- z chi tiết có mặt A,B không gia công. Yêu cầu khoảng cách từ mặt A đến C chính xác hơn k * Yêu cầu - Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công. - Đảm bảo độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau * Nguyên tắc khi chọn chuẩn tinh hoảng cách từ B đến C. Chọn A làm chuẩn thô Hình 1.5 Nguyên tắc 1: Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính ,như vậy sẽ làm cho chi tiết lúc gia công có vị trí tương tự như khi làm việc Ví dụ : Như hình vẽ trên Nên chọn mặt lỗ A của bánh răng làm chuẩn tinh , khi đó các kích thước đạt được độ chính xác cao Nguyên tắc 2: Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chuẩn c = 0 Nguyên tắc 3: Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp. Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị . Nguyên tắc 4: Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng 8
Nguyên tắc 5: Cố gắng chọn chuẩn thống nhất cho nhiều lần gá đặt. Chuẩn tinh thống nhất là chuẩn tinh được sử dụng ở nhiều nguyên công. Chọn chuẩn tinh thống nhất sẽ giảm được chi phí thiết kế chế tạo đồ gá, hạ giá thành gia công. 1.2 Các thành phần của quy trình công nghệ Quy trình công nghệ gia công cơ được chia ra các thành phần: Nguyên công, gá, vị trí, bước, đường chuyển dao công tác. 1.2.1 Nguyên công. Nguyên công là một phần của quy trình công nghệ được hoàn thành liên tục tại một chỗ làm việc do một hay nhiều nhóm công nhân thực hiện để gia công một hay một số chi tiết cùng lúc (khi không có công nhân nào phục vụ thì đó là nguyên công được tự động hoá hoàn toàn). Nếu thay đổi một trong những điều kiện như: Tính làm việc liên tục hoặc chỗ làm việc thì ta đã chuyển sang một nguyên công khác. Ta xét trường hợp gia công trục bậc trên hình 1.1. Nếu ta tiện một đầu rồi trở đầu ngay để tiện đầu kia thì vẫn thuộc một nguyên công. Nhưng nếu tiện một đầu cho cả loạt chi tiết rồi mới tiện đầu kia cho cả loạt chi tiết thì ta có hai nguyên công. Hoặc là trên một máy chỉ tiện một đầu, còn đầu kia được tiện trên máy khác thì ta cũng có hai nguyên công. Sau khi tiện xong ở một (hay hai máy tiện) tiến hành phay rãnh then H trên máy phay thì sẽ có nguyên công khác (nguyên công phay). Nguyên công là đơn vị cơ bản của quy trình công nghệ. Phân chia quy trình công nghệ ra thành các nguyên công có ý nghĩa kỹ thuật và ý nghĩa kinh tế. Ý nghĩa kỹ thuật là ở chỗ tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà phải gia công bề mặt nào đó bằng phương pháp bào, phay hay mài. Ý nghĩa kinh tế (ví dụ, trường hợp gia công trục bậc trên hình 1.1) là ở chỗ tuỳ theo sản lượng và điều kiện cụ thể mà chia quy trình công nghệ ra làm nhiều nguyên công (phân tán nguyên công) hoặc tập trung ở một vài nguyên công (tập trung nguyên công) nhằm đảm bảo sự cân bằng của nhịp sản xuất. Hoặc trên một máy chính xác không nên làm cả việc thô và việc tinh mà phải chia thành hai nguyên công: thô và tinh cho hai máy (máy thô và máy chính xác). 1.2.2 Gá. Gá là một phần của nguyên công được hoàn thành trong một lần gá đặt một hoặc nhiều chi tiết cùng lúc. Ví dụ, trên một đầu của chi tiết ( hình 1.1) rồi gá lại chi tiết ở đầu kia là hai lần gá đặt. Một nguyên công có thể có một hoặc nhiều lần gá. 9
1. Vị trí để gá 2. Khoan 3. Khoét 4. Doa 5. Bàn máy Hình 1.6. Gia công chi tiết trên máy khoan ba trục 1.2.3 Vị trí. Vị trí là một phần của nguyên công được xác định bởi một vị trí tương quan giữa chi tiết gia công và máy hoặc giữa chi tiết gia công và đồ gá hay dụng cụ cắt. Ví dụ, mỗi lần phay một cạnh hoặc khoan một lỗ trên chi tiết có nhiều lỗ được gọi là một vị trí. Trường hợp gia công một lỗ nhưng qua nhiều bước khác nhau mhư khoan, khoét, doa (hình 1.2) cũng được xem là chi tiết có nhiều vị trí. Khi thiết kế quá trình công nghệ cần lưu ý là giảm quá trình gá đặt (trong khi vẫn giữ được số vị trí cần thiết) bởi vì trong mỗi lần gá đặt sẽ gây ra sai số gia công. Khi lắp ráp, đối tượng lắp cùng với đồ gá(ví dụ, đồ gá vệ tinh) trên băng tải xích có thể dịch chuyển tới vị trí mới để thực hiện nguyên công lắp ráp. 1.2.4 Bước. Bước là một phần của nguyên công để tiến hành gia công một bề mặt (hoặc nhiều bề mặt) bằng một dao hoặc nhiều dao với chế độ cắt không thay đổi. Nếu thay đổi một trong các điều kiện như: bề mặt gia công hoặc chế độ cắt (tốc độ, lượng chạy dao hoặc chiều sâu cắt) thì ta đã chuyển sang một bước khác. Ví dụ, tiện ba đoạn A, B, C (hình 1.3) là ba bước khác nhau. tiện bốn mặt đầu D, E, F, G (hình 1.3) là bốn bước độc lập với nhau. Sau khi tiện ngoài ta thay dao, thay đổi tốc độ và bước tiến dao (lượng chạy dao) để tiện ren là hai bước khác nhau. Hoặc khi gia công lỗ chính xác lần lượt bằng các phương pháp khoan, khoét, doa thì có ba bước khác nhau. Bước có thể là bước đơn giản và bước phức tạp. Ví dụ, khi tiện một trục bậc gồm ba đoạn với đường kính khác nhau (bằng một dao) thì ta phải thực hiện ba bước đơn giản. Còn khi tiện trục bậc đó đồng thời bằng nhiều dao thì ta có một bước phức tạp. 10
Hình 1.3. a, Tiện trục bậc bằng nhiều dao b, Tiện trục bậc bằng một dao Khi lắp ráp các bước được xem là một quá trình nối ghép các chi tiết lại với nhau để đạt độ chính xác cần thiết hoặc các quá trình khác nhau như cạo sửa then để lắp nó vào vị trí, lắp một vòng bi trên trục,... Một nguyên công có thể có một hoặc nhiều bước. 1.2.5 Đường chuyển dao. Đường chuyển dao là một phần của bước để hớt đi một lớp vật liệu có cùng chế độ cắt và bằng cùng một dao. Ví dụ, để tiện mặt trụ ngoài ta có thể dùng một dao với cùng một chế độ cắt để hớt làm nhiều lần, mỗi lần là một đường chuyển dao, hoặc khi mài một bề mặt nào đó ta phải thực hiện nhiều đường chuyển dao. Như vậy, mỗi bước có thể có một hoặc nhiều đường chuyển dao. 1.2.6 Động tác. Động tác là một hành động của người công nhân để điều khiển máy khi gia công hoặc lắp ráp. Ví dụ: bấm nút, quay ụ dao, đẩy ụ động, thay đổi chế độ cắt,. còn đối với lắp ráp thì động tác là lấy chi tiết, lau sạch chi tiết, bôi mỡ trên chi tiết, cầm clê, siết đai ốc,... Việc phân chia thành động tác rất cần thiết để định mức thời gian kh i gia công và lắp ráp, đồng thời để nghiên cứu năng suất lao động và tự động hoá nguyên công. 1.3 Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ 1.3.1 Quá trình sản xuất Quá trình sản xuất là quá trình con người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến nó thành sản phẩm phục vụ lợi ích của con người. 11
Theo nghĩa rộng, ví dụ, để có một sản phẩm cơ khí thì con người phải thực hiện các quá trình như khai thác quặng, luyện kim, gia công cơ, gia công nhiệt, hoá, lắp ráp, kiểm tra. Theo nghĩa hẹp, ví dụ trong một nhà máy cơ khí thì quá trình sản xuất là quá trình tổng hợp các hoạt động có ích của con người để biến nguyên liệu và thành phẩm thành sản phẩm của nhà máy. Quá trình tổng hợp đó bao gồm: chế tạo phôi, gia công cắt gọt, gia công nhiệt, hoá, kiểm tra, lắp ráp và hàng loạt các quá trình phụ khác như chế tạo dụng cụ, chế tạo đồ gá, vận chuyển, sữa chữa máy, chạy thử, điều chỉnh, sơn lót, bao bì, đóng gói, bảo quản trong kho, .... 1.3.2 Quá trình công nghệ Quá trình công nghệ là một phần của quá trình sản xuất trực tiếp làm thay đổi trạng thái và tính chất của đối tượng sản xuất. Thay đổi trạng thái và tính chất bao hàm: thay đổi hình dạng, thay đổi kích thước, thay đổi tính chất cơ lý hoá của vật liệu và thay đổi vị trí tương quan giữa các bộ phận của chi tiết. Quá trình công nghệ gia công cơ là quá trình cắt gọt phôi để làm thay đổi kích thước và hình dạng của nó. Quá trình công nghệ nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi tính chất vật lý và hoá học của vật liệu chi tiết. Quá trình công nghệ lắp ráp là quá trình tạo thành những quan hệ tương quan giữa các chi tiết thông qua các loại liên kết mối lắp ghép. Ngoài ra còn có các quá trình công nghệ chế tạo phôi như quá trình đúc (công nghệ đúc), quá trình gia công áp lực. Xác định quá trình công nghệ hợp lý rồi ghi thành văn kiện công nghệ thì các văn kiện công nghệ đó được gọi là quy trình công nghệ. Quá trình công nghệ hợp lý là quá trình công nghệ thoả mãn được các yêu cầu của chi tiết như độ chính xác gia công, độ nhám bề mặt, vị trí tương quan giữa các bề mặt, độ chính xác hình dáng học, . Quá trình công nghệ được thực hiện tại các chỗ làm việc. Hình 1.4. Chi tiết trục 12
Chỗ làm việc là một phần của xưởng sản xuất được dùng để thực hiện công việc bằng một hoặc một nhóm công nhân. Tại đây được bố trí các loại dụng cụ, đồ gá, máy cắt gọt, thiết bị nâng hạ, giá đỡ phôi, chi tiết hoặc đơn vị lắp ráp. 1.4 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết Tính công nghệ trong kết cấu là tính chất quan trọng của sản phẩm hoặc chi tiết cơ khí nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp ít nhất, giá thành chế tạo thấp nhất trong điều kiện và quy mô sản xuất nhất định. _ Khi xét tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết gia công phải được dựa trên các cơ sở sau: + Quy mô sản xuất và tính loạt của sản phẩm. + Kết cấu tổng thể của sản phẩm, đảm bảo chức năng và điều kiện làm việc của sản phẩm. + Điều kiện sản xuất cụ thể của doanh nghiệp. _ Muốn đánh giá tính công nghệ trong kết cấu chi tiết máy cần phải theo các chỉ tiêu sau: + Trọng lượng kết cấu nhỏ nhất. + Sử dụng vật liệu thống nhất tiêu chuẩn. + Quy định kích thước dung sai và độ nhám bề mặt hợp lý. + Sử dụng chi tiết máy và bề mặt chi tiết máy thốnh nhất, tiêu chuẩn. + Kết cấu hợp lý để gia công cơ và lắp ráp thuận tiện. Để đảm bảo hiệu quả chung của quá trình chế tạo sản phẩm thì tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm phải được nghiên cứu, bàn bạc ngay từ khi bắt đầu thiết kế kết cấu của sản phẩm. Nhà thiết kế phải nắm vững các phương pháp gia công cắt gọt để thiết kế chuỗi kích thước công nghệ hợp lý, độ nhẵn bóng và độ chính xác phù hợp với yêu cầu sử dụng nhằm giảm giá thành sản phẩm từ khâu thiết kế. Đối với gia công cắt gọt, kết cấu của chi tiết máy phải thoả mãn được các yêu cầu như: giảm trọng lượng chi tiết nhưng phải đảm bảo chi tiết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt gọt lớn, năng suất cao. * Chọn máy: _ Kiểu máy được chọn phải đảm bảo thực hiện được phương pháp gia công đã chọn. Và phải có độ chính xác phù hợp với yêu cầu gia công. _ Kích thước, phạm vi của máy phù hợp với chi tiết gia công. 13
_ Công suất và thông số công nghệ của máy phải đảm bảo chất lượng năng suất gia công. _ Chọn máy phù hợp với dạng sản xuất. _ Xác định các thông số công nghệ như chiều sâu cắt t, bước tiến dao s, vận tốc cắt v, số vòng quay trục chính n…. * Định mức thời gian gia công: _ Thời gian cơ bản khi gia công cơ là thời gian trực tiếp cắt gọt vật liệu. _ Thời gian phụ là thời gian gá đặt, tháo, kẹp, bật máy … _ Thời gian phục vụ kỹ thuật và tổ chức như lau chùi máy, chuyển phôi … _ Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của người thợ trong ca làm việc … 1.5 Sản lượng và sản lượng hàng năm. Sản lượng là số máy, chi tiết hoặc phôi được chế tạo ra trong một đơn vị thời gian (năm, quí, tháng). Sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức: N = Nì..m(1+ b/100) Ở đây: N- số chi tiết được sản xuất trong một năm; N1- số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm; m - số chi tiết trong một sản phẩm (số máy); b - số chi tiết được chế tạo thêm để dự phòng (b = 5-7%) Nếu tính đến số a% chi tiết phế phẩm (chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn) thì ta có công thức xác định N như sau: N =N1..m(1+ a+b/100) Trong đó: a = 3- 6% Số lượng máy, chi tiết hoặc phôi được chế tạo theo một bản vẽ nhất định được gọi là seri (loạt). Mỗi một loại máy mới ra đời đều đánh số seri (số loạt) Qui trình công nghệ mà ta thiết kế phải đảm bảo được độ chính xác và chất lượng gia công, đồng thời phải đảm bảo tăng năng xuất lao động và giảm giá thành. Qui trình công nghệ này phải đảm bảo được sản lượng đặt ra. Để đạt được các chỉ tiêu trên đây thì qui trình công nghệ phải được thiết kế thích hợp với dạng sản xuất. Tuỳ theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra ba dạng sản xuất : sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối. 14
1.6 Dạng sản xuất 1.6.1 Sản xuất đơn chiếc Sản xuất đơn chiếc là sản xuất có số lượng sản phẩm hàng năm rất ít (thường từ một đến vài chục chiếc), sản phẩm không ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo lại không được xác định. Sản xuất đơn chiếc có những đặc điểm sau: - Tại mỗi chỗ làm việc được gia công nhiều loại chi tiết khác nhau (tuy nhiên các chi tiết này có hình dáng hình học và đặc tính công nghệ tương tự). - Gia công chi tiết và lắp ráp sản phẩm được thực hiện theo tiến trình công nghệ (qui trình công nghệ sơ lược). - Sử dụng các thiết bị và dụng cụ vạn năng. Thiết bị (máy) được bố trí theo từng loại và theo từng bộ phận sản xuất khác nhau. Sử dụng các đồ gá vạn năng. Đồ gá chuyên dùng chỉ được sử dụng để gia công những chi tiết thường xuyên được lặp lại. Không thực hiện được việc lắp lẫn hoàn toàn, có nghĩa là phần lớn công việc lắp ráp đều được thực hiện bằng phương pháp cạo sửa. ở đây việc lắp lẫn hoàn toàn chỉ được đảm bảo đối với một số mối ghép như ren, mối ghép then hoa, các bộ phận truyền bánh răng và các bộ phận truyền xích. - Công nhân phải có trình độ tay nghề cao. - Năng suất lao động thấp, giá thành sản phẩm cao. Ví dụ, dạng sản xuất đơn chiếc là chế tạo các máy hạng nặng hoặc các sản phẩm chế thử, các sản phẩm được chế tạo theo đơn đặt hàng. 1.6.2 Sản xuất hàng loạt - Sản xuất hàng loạt là sản xuất có sản lượng hàng năm không quá ít, sản phẩm được chế tạo theo từng loạt với chu kỳ xác định, sản phẩm tương đối ổn định. - Sản xuất hàng loạt là sản xuất phổ biến nhất trong ngành chế tạo máy (70^80% sản phẩm của ngành chế tạo máy được chế tạo theo từng loạt). Sản xuất hàng loạt có những đặc điểm sau đây: - Tại các chỗ làm việc được thực hiện một số nguyên công có chu kỳ lặp lại ổn định. - Gia công cơ và lắp ráp được thực hiện theo quy trình công nghệ (quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công khác nhau). - Sử dụng các máy vạn năng và chuyên dùng 15
Các máy được bố trí theo quy trình công nghệ. Sử dụng nhiều dụng cụ và đồ gá chuyên dùng. Đảm bảo nguyên tắc lắp lẫn hoàn toàn. Công nhân có trình độ tay nghề trung bình. Tuỳ theo sản lượng và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra: sản xuất hàng loạt nhỏ, sản xuất hàng loạt vừa và sản xuất hàng loạt lớn. Sản xuất hàng loạt nhỏ rất gần với sản xuất đơn chiếc, còn sản xuất hàng loạt lớn rất gần với sản xuất hàng khối. Ví dụ, dạng sản xuất hàng loạt có thể là chế tạo máy công cụ, chế tạo máy nông nghiệp… Trong dạng sản xuất hàng loạt vừa có thể tổ chức các dây chuyền sản xuất linh hoạt (dây chuyền sản xuất thay đổi). Điều này có nghĩa là sau một khoảng thời gian nhất định (2-3 ngày) có thể tiến hành gia công loạt chi tiết khác có kết cấu và qui trình công nghệ tương tự. 1.6.3 Sản xuất hàng khối Sản xuất hàng khối là dạng sản xuất có sản lượng rất lớn, sản phẩm ổn định trong thời gian dài (có thể từ 1 đến 5 năm). Sản xuất hàng khối có những đặc điểm sau đây: Tại mỗi vị trí làm việc (chỗ làm việc) được thực hiện cố định một nguyên công nào đó. Các máy được bố trí theo quy trình công nghệ rất chặt chẽ. Sử dụng nhiều máy tổ hợp, máy tự động, máy chuyên dùng và đường dây tự động. Gia công chi tiết và lắp ráp sản phẩm được thực hiện theo phương pháp dây chuyền liên tục. Sử dụng đồ gá chuyên dùng, dụng cụ chuyên dùng và các thiết bị đo tự động hoá. Đảm bảo nguyên tắc lắp lẫn hoàn toàn. Năng suất lao động cao, giá thành sản phẩm hạ. Công nhân đứng máy có trình độ tay nghề không cao nhưng thợ điều chỉnh máy lại có trình độ tay nghề cao. Ví dụ, dạng sản xuất hàng khối có thể là chế tạo ô tô, chế tạo máy kéo, chế tạo vòng bi, chế tạo các thiết bị đo lường, Sản xuất hàng khối chỉ có thể mang lại hiệu quả kinh tế đối với sản lượng của chi tiết (hoặc của sản phẩm) đủ lớn, khi mà tất cả mọi chi phí cho việc tổ chức sản xuất hàng khối được hoàn lại và giá thành một đơn vị sản phẩm nhỏ hơn so với sản xuất hàng loạt. 16
Hiệu quả kinh tế khi chế tạo số lượng lớn sản phẩm được tính theo công thức: C N SL  SK Ở đây: N - số đơn vị sản phẩm: C - chi phí cho việc thay đổi từ dạng sản xuất hàng loạt sang dạng sản xuất hàng khối; Sl - giá thành của một đơn vị sản phẩm trong sản xuất hàng loạt; Sk - giá thành của một đơn vị sản phẩm trong sản xuất hàng khối. Điều kiện xác định hiệu quả của sản xuất hàng khối trước hết là sản lượng và mức độ chuyên môn hoá của nhà máy đối với từng loại sản phẩm cụ thể. Nhưng điều kiện thích hợp nhất của sản xuất hàng khối là chỉ chế tạo một loạt sản phẩm với một kết cấu duy nhất. Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học và kỷ thuật thì kết cấu của sản phẩm cũng cần được thay đổi để có chất lượng hoàn thiện hơn. Trong những trường hợp như vậy quy trình công nghệ cũng cần được hiệu chỉnh lại. q - số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) được chế tạo ra trong thời gian F. Ví dụ, trong một ngày làm việc 8 giờ, ta có: F = 8 x 60 phút = 480 phút. Gia công được q = 160 chi tiết. Như vậy nhịp xản xuất t = 480/ 160= 3 phút. Có nghĩa là thời gian của mỗi nguyên công là 3 phút (kể cả vận chuyển) hoặc là bội số của 3 (ví dụ, ở nguyên công cắt răng cần có 4 máy làm việc mới kịp cho nguyên công trước đó bởi vì mỗi máy cắt một chi tiết mất 12 phút tức là bội số của 3). Xác định dạng sản xuất Sau khi xác định được sản lượng hàng năm N của chi tiết theo công thức (1.2) ta phải xác định khối lượng của chi tiết. Khối lượng Q của chi tiết được xác định theo công thức : Q = V.g Ở đây: V- thể tích của chi tiết (dm3); g -khối lượng riêng của vật liệu (g của thép là 7,852kg/dm3; g của gang dẻo là 7,2kg/dm3; g của gang xám là 7kg/dm3 ; g của nhôm là 2,7kg/dm3 và g của đồng là 8,72kg/dm3 ). Khi có N và Q dựa vào bảng 1.1 để chọn dạng sản xuất phù hợp . Khi thiết bị đồ án môn học và đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy sinh viên thường gặp các dạng sản xuất hàng loạt vừa, hàng loạt lớn và hàng loạt khối để thiết kế quy trình công nghệ với các đồ gá chuyên dùng , máy chuyên dùng , máy bán tự động , dao đặc chủng v.vv… 17
Bảng 1.1: Xác định dạng sản xuất Số lượng chi tiết Dạng sản xuất > 200kg 4200kg
Chương 2 Lập sơ đồ gá đặt Giới thiệu: “Gá đặt chi tiết gia công”giới thiệu các khái niệm cơ bản về Định vi, kẹp chặt, Chuẩn, đồng thời có cơ sở lý luận giải thích được quá trình định vị chi tiết theo nguyên tắc 6 điểm. Biết cách tính toán sai số gá đặt, sai số chuẩn khi gia công cơ khí. I. Mục tiêu: - Trình bày đúng các nguyên tắc chọn chuẩn, các mặt định vị, các ký hiệu định vị, lực kẹp chặt, các yêu cầu kỹ thuật và các yêu cầu khác; - Trình bày đầy đủ các tiêu chí và các yêu cầu để chọn máy, sơ đồ gá đặt, chọn dụng cụ. II. Nội dung: 2.1 Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công 2.1.1. Quá trình gá đặt Chi tiết trước khi gia cồng phải được gá đặt, quá trình gá đặt bao gổm hai quá trình: Định vị chi tiết và kẹp chặt chi tiết. Quá trình định vị: là quá trình xác định vị trí chính xác của chi tiết với dụng cụ cắt. Quá trình kẹp chặt: Là quá trình cố định vị trí của chi tiết sau khi đã định vị để chống lại tác dụng của ngoại lực trong quá trình gia công chi tiết, làm cho chi tiết không rời khỏi vị trí đã được định vị. Cần chú ý rằng trong quá trình gá đặt, quá trình định vị bao giờ cũng xảy ra trước. sau đó mới bắt đẩu quá trình kẹp chặt. Không bao giờ hai quá trình này xảy ra đổng thời. Ví dụ: Quá trình gá đạt chi tiếc trên mâm cặp 3 chấu (hình 2-1) Hình 2.1: Gá đạt chi tiết trên mâm cặp 3 chấu Gá đăt chi tiết hợp lý hay không là một trong những vấn đề cơ bản của việc thiết kế quy trinh công nghệ. Chọn được phương pháp gá đặt hợp lý sẽ giảm thời gian phụ, đảm bảo độ cứng vững tốt để nâng cao chế độ cắt, giảm thời gian cơ bản. 19